Вчені з Брістольського і Шеффілдського університетів взяли програмне забезпечення для моделювання клімату і створили кліматичну модель планети Арракіс, на якій розгортається сюжет фільму «Дюна» і багато з епізодів однойменного циклу Френка Герберта. Підсумок свого невеликого експерименту вони опублікували на порталі The Conversation. Ми наводимо його переклад нижче.
Вийшла екранізація «Дюни», науково-фантастичного епосу Френка Герберта, дія якого розгортається в далекому майбутньому на пустельній планеті Арракіс. Герберт дуже детально описав світ, який на перший погляд виглядає настільки реальним, що здається, ніби він цілком підходить для нас.
Але якби подібний світ існував, яким би він був насправді?
Ми спеціалізуємося на моделюванні клімату, тому ми вирішили відповісти на це питання і відтворити клімат Арракіса. Ми хотіли дізнатися, наскільки близькі фізика і умови навколишнього середовища, описані в книзі, до того, що покаже реальна модель подібного світу.
Ось наша кліматична модель:
Ви можете розглянути її ближче, щоб побачити окремі особливості моделі і розібратися з деталями типу температури або швидкості вітру, на нашому сайті Climate Archive.
Закінчивши, ми були приємно здивовані тим, що опис Герберта багато в чому виправдовує сподівання. Лише в деяких випадках він нас не переконав - але в цілому Арракіс дійсно був би населеним, хоча і негостинним світом.
Як створити світ, подібний до Арракіса?
Ми почали з кліматичної моделі, яку зазвичай використовують для передбачення погоди і клімату Землі. Щоб використовувати подібного роду моделі, вам потрібна, по-перше, фізика (у випадку з Землею добре відома), а по-друге - дані про все, починаючи з форми гір і яскравості сонця до хімічного складу атмосфери. З опорою на це модель може відтворити місцевий клімат і приблизно оцінити погоду.
Ми вирішили спиратися на ті ж закони фізики, що керують погодою і кліматом на Землі. Якби наша модель видала на виході щось дивне, це означало б, що або фізичні закони на Арракісі інші, або Герберт просто фантазував, описуючи цей світ.
Потім ми додали в нашу модель додаткові деталі пристрою Арракіса, про які повідомляється в романах і «Енциклопедії Дюни»: топографію планети та її орбіту (яка, по суті, кругла, подібно до земної). Форма орбіти може дуже сильно впливати на клімат: прикладом тому можуть служити довгі і нерегулярні зими в «Грі престолів».
А після ми додали в модель склад атмосфери. Вона в цілому дуже схожа на атмосфери сучасної Землі, хоча в ній і менше вуглекислого газу (350 ppm проти наших 417 ppm). Найбільша відмінність - концентрація озону. У нижніх шарах земної атмосфери озону дуже мало, десь близько 0,000001 відсотка. На Арракісі ж його 0,5 відсотка. Це важливо, тому що озон за 20 років приблизно в 65 разів сильніше нагріває атмосферу, ніж CO2.
Клімат Арракіса цілком правдоподібний
Книжки і фільм показують, що це планета нещадного сонячного зною, випалених кам'янистих пустошів і пустель. Однак чим ближче до полюсів, де розташовані міста Арракін і Карфаг, тим більш доброзичливим - якщо вірити книзі - стає клімат.
Однак наша модель показує щось зовсім інше. На нашому Арракісі, на піку спеки в тропіках температура піднімається до 45 градусів Цельсія, в той час як в найхолодніший період вона не опускається нижче 15-ти. Цілком схоже на Землю. Найбільш екстремальні температури насправді виникають в помірних широтах і приполярних областях. Тут влітку пісок може прогріватися до 70 градусів Цельсія (про що згадується і в книзі). Та й зими тут не менш суворі: температура падає до -40 градусів в помірних широтах і -75 на полюсі.
Це здається контринтуїтивним, адже екваторіальні області отримують більше енергії від сонця. Однак моделювання приполярних регіонів Арракіса показує, що тут набагато вологіше, а хмари гуще, і все це розігріває клімат, оскільки водяний пар - парниковий газ.
Книга каже, що на Арракісі не буває дощу. Однак наша модель показує, що невеликі обсяги дощових опадів все-таки можливі - правда, тільки на високих широтах влітку і восени, і лише в горах. Якісь хмари від сезону до сезону з'являються, втім, і над тропіками і полюсами.
Книга також згадує, що як мінімум на північному полюсі планети є багаторічна полярна шапка. Але тут книга найсильніше розходиться з нашою моделлю. Вона показує, що літні температури топлять будь-який лід - а снігу взимку, щоб напитати крижану шапку на полюсі, не буває.
Спекотна, але населена
Чи можуть люди вижити на настільки пустельній планеті? По-перше, давайте припустимо, що люди в книзі і фільмі схожі на нас з вами в тому, що стосується переносимості спеки. Якщо це так, то що б не говорили книга і фільм, здається, що найбільш придатні для життя були б тропіки. Тут настільки сухо, що температура вологого термометра - міра «населеності», яка враховує і температуру і вологість - ніколи не перевищує критичної позначки.
У помірних широтах, де живе більшість жителів Арракіса, найбільш небезпечно з точки зору спеки. У низинах середньомісячна температура часто перевищує 50-60 градусів, а її денний максимум ще вище. Такі температури для людей смертельні.
Ми знаємо, що всі гуманоїдні форми життя на Арракісі за межами населених регіонів повинні носити дистикомби, які підтримують температуру його носія і забезпечують того питною водою. Це важливо, оскільки книга стверджує, що на Арракісі не буває дощів, немає відкритої води, а води, якою можна добути з повітря, занадто мало.
За межами тропіків також дуже холодно, температури настільки низькі, що без відповідних технологій ці регіони стають безлюдні. У містах типу Арракіна і Картага перепад температур чимось схожий на ще більш екстремальну версію умов у Сибіру, де влітку буває нестерпно спекотно, а взимку відчайдушно холодно.
Важливо пам'ятати, що Герберт написав перший том «Дюни» вже дуже давно, в 1965 році. Тільки через два роки після цього Сюкуро Манабе (лауреат Нобелівської премії з фізики цього року) опублікував свою першу кліматичну модель, і у Герберта не було не тільки супер-, але і навіть звичайного комп'ютера. З огляду на це, світ, який він описав, виглядає вкрай правдоподібно і через шість десятиліть після його створення.
(